Automatisation Industrielle : Types et Avantages pour les Usines Intelligentes

Vous avez sans doute entendu le terme « automatisation » maintes fois, et pour cause : chaque processus s'automatise autour de nous. L'automatisation devient la « nouvelle norme » pour les industries mondiales. De nombreuses entreprises optent pour l'automatisation et des solutions de fabrication intelligente pour devenir des usines intelligentes (smart factories) du futur. Il existe différents types d'automatisation ; nous nous concentrerons ici sur l'automatisation industrielle et ses types.

Qu'est-ce que l'automatisation industrielle ?

L'automatisation industrielle est un processus dans lequel les diverses tâches de fabrication sont exécutées automatiquement. L'opérateur n'est requis que pour la supervision, ce qui lui permet de contrôler plusieurs machines simultanément. Dans le monde actuel, pour survivre à la concurrence acharnée, une entreprise doit s'automatiser.

Besoin d'automatisation / Avantages

1. Productivité de la main-d'œuvre accrue.
2. Coût de la main-d'œuvre réduit.
3. Atténuation des effets de la pénurie de main-d'œuvre.
4. Réduction ou élimination des tâches manuelles et administratives répétitives.
5. Sécurité des travailleurs améliorée.
6. Qualité des produits améliorée.
7. Délais de fabrication réduits.
8. Coût unitaire réduit.

Types d'automatisation industrielle

L'automatisation se classe en trois grandes catégories :

1. Automatisation fixe
2. Automatisation programmable
3. Automatisation flexible

1. Automatisation fixe (Fixed Automation)

L'automatisation fixe utilise des machines spécialisées pour effectuer une tâche unique. Ces machines sont conçues pour une seule opération, au maximum deux. Elles ne peuvent fabriquer qu'un style de produit particulier ; tout changement de conception ou de procédé implique de modifier le système d'automatisation, ce qui est difficile.

Ces machines sont conçues sur mesure selon le processus de fabrication. Comme l'automatisation fixe est dédiée à un processus spécifique, elle s'adapte mal aux changements. L'investissement initial est élevé, mais avec des cadences de production élevées, elle devient rentable à long terme. L'automatisation fixe convient donc à la production de masse.

Exemples d'automatisation fixe :

Lignes d'assemblage automatisées dans l'automobile, systèmes de convoyage, lignes de transfert d'usinage, installations de fabrication chimique, etc.

Avantages :

• Cadences de production très élevées.
• Coût de fabrication unitaire faible.
• Qualité de sortie uniforme.

Limites :

• Investissement initial très élevé.
• Difficile à adapter aux changements.

2. Automatisation programmable (Programmable Automation)

L'automatisation programmable désigne des équipements de production capables de modifier la séquence d'opérations pour s'adapter à différentes configurations de produits. La séquence est contrôlée par un programme (ensemble d'instructions codées que le système lit et interprète). De nouveaux programmes peuvent être chargés pour produire de nouveaux produits.

Contrairement à l'automatisation fixe (production de masse), l'automatisation programmable convient à la production par lots (batch production). Pour chaque nouveau style de produit, la machine doit être reprogrammée. Pendant la reprogrammation, il y a une période d'inactivité non productive.

Exemples :

Machines-outils à commande numérique (NC), robots industriels, machines CNC, automates programmables (PLC), etc.

Avantages :

• Idéale pour la production par lots.
• Flexibilité pour accommoder les changements de produit.

Limites :

• Coût initial élevé.
• Niveau de production inférieur à l'automatisation fixe.
• Reprogrammation chronophage.

3. Automatisation flexible (Flexible Automation)

L'automatisation flexible est une extension de l'automatisation programmable. Un système flexible peut produire une variété de pièces avec virtuellement aucun temps perdu lors du passage d'un produit à l'autre.

Il n'y a pas de temps de production perdu pour la reprogrammation ni pour la modification de la configuration physique (outillages, montages, réglages machine). Le système peut ainsi produire diverses combinaisons et gammes de produits au lieu de les fabriquer en lots séparés.

Exemple :

Bras robotiques reprogrammables pour percer, souder, peindre, etc.

Avantages :

• Aucun temps perdu lors des changements.
• Adaptation aisée aux modifications de produit.
• Plus rapide que l'automatisation programmable (pas de temps pour les changements).

Limites :

• Coût d'équipement/machines plus élevé.
• Coût de fabrication unitaire plus élevé.

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Tous ces types d'automatisation peuvent être onéreux, ce qui pose problème aux PME. C'est là qu'intervient l'automatisation à faible coût (Low Cost Automation - LCA).

Qu'est-ce que l'automatisation à faible coût (LCA) ?

1. La LCA vise à implémenter une solution d'automatisation au coût le plus bas. Définie comme « un système où l'homme et la machine collaborent pour atteindre un objectif avec moins d'investissement ».
2. Automatisation facile à mettre en œuvre, flexible, fiable, peu encombrante, nécessitant zéro ou maintenance minimale, avec investissement et coûts de fonctionnement minimaux.
3. Solution particulièrement adaptée aux industries de taille moyenne et petite qui peinent à implémenter l'automatisation classique.
4. La LCA implique l'introduction d'équipements, mécanismes et dispositifs standards pour convertir des opérations manuelles en automatiques, en réutilisant des pièces ou sous-ensembles de vieilles machines inutilisées, disponibles gratuitement ou à très bas coût.

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